一、單選題
1．為探究不同光照強度對葉色的影響，取紫鴨跖草在不同光照強度下，其他條件相同且適宜，分組栽培，一段時間后獲取各組光合色素提取液，用分光光度法（一束單色光通過溶液時，溶液的吸光度與吸光物質的濃度成正比）分別測定每組各種光合色素含量。下列敘述錯誤的是( )
A.葉片研磨時加入碳酸鈣可防止破壞色素
B.分離提取液中的光合色素可采用紙層析法
C.光合色素相對含量不同可使葉色出現(xiàn)差異
D.測定葉綠素的含量時可使用藍紫光波段
2．某同學用植物葉片在室溫下進行光合作用實驗，測定單位時間單位葉面積的氧氣釋放量，結果如圖所示。若想提高X，可采取的做法是( )
A.增加葉片周圍環(huán)境CO2濃度B.將葉片置于4℃的冷室中
C.給光源加濾光片改變光的顏色D.移動冷光源縮短與葉片的距離
3．高溫是制約世界糧食安全的因素之一，高溫往往使植物葉片變黃、變褐。研究發(fā)現(xiàn)平均氣溫每升高1℃，水稻、小麥等作物減產約3%~8%。關于高溫下作物減產的原因，下列敘述錯誤的是( )
A.呼吸作用變強，消耗大量養(yǎng)分
B.光合作用強度減弱，有機物合成減少
C.蒸騰作用增強，植物易失水發(fā)生萎蔫
D.葉綠素降解，光反應生成的NADH和ATP減少
4．植物甲的花產量、品質（與葉黃素含量呈正相關）與光照長短密切相關。研究人員用不同光照處理植物甲幼苗，實驗結果如下表所示。下列敘述正確的是( )
A.第①組處理有利于誘導植物甲提前開花，且產量最高
B.植物甲花的品質與光照處理中的黑暗時長呈負相關
C.綜合考慮花的產量和品質，應該選擇第②組處理
D.植物甲花的葉黃素含量與花的產量呈正相關
5．在兩種光照強度下，不同溫度對某植物CO2吸收速率的影響如圖。對此圖理解錯誤的是( )
A.在低光強下，CO2吸收速率隨葉溫升高而下降的原因是呼吸速率上升
B.在高光強下，M點左側CO2吸收速率升高與光合酶活性增強相關
C.在圖中兩個CP點處，植物均不能進行光合作用
D.圖中M點處光合速率與呼吸速率的差值最大
6．下圖是某綠藻適應水生環(huán)境，提高光合效率的機制圖。光反應產生的物質X可進入線粒體促進ATP合成。下列敘述錯誤的是( )
A.物質X通過提高有氧呼吸水平促進進入細胞質基質
B.利用通道蛋白從細胞質基質進入葉綠體基質
C.水光解產生的H+提高類囊體腔CO2水平，促進CO2進入葉綠體基質
D.光反應通過確保暗反應的CO2的供應幫助該綠藻適應水環(huán)境
7．某植物的2種黃葉突變體表現(xiàn)型相似，測定各類植株葉片的光合色素含量（單位：μg·g-1），結果如表。下列有關敘述正確的是( )
A.兩種突變體的出現(xiàn)增加了物種多樣性
B.突變體2比突變體1吸收紅光的能力更強
C.兩種突變體的光合色素含量差異，是由不同基因的突變所致
D.葉綠素與類胡蘿卜素的比值大幅下降可導致突變體的葉片呈黃色
8．某小組為了探究適宜溫度下CO2對光合作用的影響，將四組等量菠菜葉圓片排氣后，分別置于盛有等體積不同濃度NaHCO3溶液的燒杯中，從燒杯底部給予適宜光照，記錄葉圓片上浮所需時長，結果如圖。下列有關敘述正確的是( )
A.本實驗中，溫度、NaHCO3濃度和光照都屬于自變量
B.葉圓片上浮所需時長主要取決于葉圓片光合作用釋放氧氣的速率
C.四組實驗中，0.5%NaHCO3溶液中葉圓片光合速率最高
D.若在4℃條件下進行本實驗，則各組葉圓片上浮所需時長均會縮短
9．植物光合作用的光反應依賴類囊體膜上PSⅠ和PSⅡ光復合體，PSⅡ光復合體含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究發(fā)現(xiàn)，PSⅡ光復合體上的蛋白質LHCⅡ，通過與PSⅡ結合或分離來增強或減弱對光能的捕獲（如圖所示）。LHCⅡ與PSⅡ的分離依賴LHC蛋白激酶的催化。下列敘述錯誤的是( )
A.葉肉細胞內LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光復合體對光能的捕獲增強
B.Mg2+含量減少會導致PSⅡ光復合體對光能的捕獲減弱
C.弱光下LHCⅡ與PSⅡ結合，不利于對光能的捕獲
D.PSⅡ光復合體分解水可以產生H+、電子和O2
10．與野生型擬南芥WT相比。突變體t1和t2在正常光照條件下，葉綠體在葉肉細胞中的分布及位置不同（圖a，示意圖）。造成葉綠體相對受光面積的不同（圖b），進而引起光合速率差異，但葉綠素含量及其它性狀基本一致。在不考慮葉綠體運動的前提下，下列敘述錯誤的是( )
A.t2比t1具有更高的光飽和點（光合速率不再隨光強增加而增加時的光照強度）
B.t1比t2具有更低的光補償點（光合吸收CO2與呼吸釋放CO2等量時的光照強度）
C.三者光合速率的高低與葉綠素的含量無關
D.三者光合速率的差異隨光照強度的增加而變大
11．綠色植物的光合作用是在葉綠體內進行的一系列能量和物質轉化過程。下列敘述錯誤的是( )
A.弱光條件下植物沒有O2的釋放，說明未進行光合作用
B.在暗反應階段，CO2不能直接被還原
C.在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，葉片的光合速率會暫時下降
D.合理密植和增施有機肥能提高農作物的光合作用強度
二、讀圖填空題
12．高原地區(qū)藍光和紫外光較強，常采用覆膜措施輔助林木育苗。為探究不同顏色覆膜對藏川楊幼苗生長的影響，研究者檢測了白膜、藍膜和綠膜對不同光的透過率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，結果如圖、表所示。
回答下列問題：
（1）如圖所示，三種顏色的膜對紫外光、藍光和綠光的透過率有明顯差異，其中________光可被位于葉綠體________上的光合色素高效吸收后用于光反應，進而使暗反應階段的C3還原轉化為________和________。與白膜覆蓋相比，藍膜和綠膜透過的________較少，可更好地減弱幼苗受到的輻射。
（2）光合色素溶液的濃度與其光吸收值成正比，選擇適當波長的光可對色素含量進行測定。提取光合色素時，可利用________作為溶劑。測定葉綠素含量時，應選擇紅光而不能選擇藍紫光，原因是________________________________________________________。
（3）研究表明，覆蓋藍膜更有利于藏川楊幼苗在高原環(huán)境的生長。根據上述檢測結果，其原因為_________________________________________________（答出兩點即可）。
13．為探究基因 OsNAC 對光合作用的影響研究人員在相同條件下種植某品種水稻的野生型(WT)、OsNAC 敲除突變體(KO)及 OsNAC 過量表達株(OE)，測定了灌漿期旗葉(位于植株最頂端)凈光合速率和葉綠素含量,結果見下表?；卮鹣铝袉栴}。
（1）旗葉從外界吸收1分子 CO2與核酮糖-1,5-二磷酸結合，在特定酶作用下形成2分子3-磷酸甘油酸；在有關酶的作用下，3-磷酸甘油酸接受_______釋放的能量并被還原，隨后在葉綠體基質中轉化為_______。
（2）與WT相比，實驗組KO與OE的設置分別采用了自變量控制中的_______、_______（填科學方法）。
（3）據表可知，OsNAC過量表達會使旗葉凈光合速率_______。為進一步探究該基因的功能，研究人員測定了旗葉中編碼蔗糖轉運蛋白基因的相對表達量、蔗糖含量及單株產量，結果如圖。

結合圖表，分析OsNAC過量表達會使旗葉凈光合速率發(fā)生相應變化的原因：①______________；②__________________。
14．從開花至籽粒成熟，小麥葉片逐漸變黃。與野生型相比，某突變體葉片變黃的速度慢，籽粒淀粉含量低。研究發(fā)現(xiàn)，該突變體內細胞分裂素合成異常，進而影響了類囊體膜蛋白穩(wěn)定性和蔗糖轉化酶活性，而呼吸代謝不受影響。類囊體膜蛋白穩(wěn)定性和蔗糖轉化酶活性檢測結果如圖所示，開花14天后植株的胞間CO2濃度和氣孔導度如表所示，其中Lv為細胞分裂素合成抑制劑，KT為細胞分裂素類植物生長調節(jié)劑，氣孔導度表示氣孔張開的程度。已知蔗糖轉化酶催化蔗糖分解為單糖。
(1)光反應在類囊體上進行，生成可供暗反應利用的物質有_________。結合細胞分裂素的作用，據圖分析，與野生型相比，開花后突變體葉片變黃的速度慢的原因是_________。
(2)光飽和點是光合速率達到最大時的最低光照強度。據表分析，與野生型相比，開花14天后突變體的光飽和點_________（填“高”或“低”），理由是_________。
(3)已知葉片的光合產物主要以蔗糖的形式運輸?shù)街仓旮魈?。據圖分析，突變體籽粒淀粉含量低的原因是_________。
15．海南是我國火龍果的主要種植區(qū)之一、由于火龍果是長日照植物，冬季日照時間不足導致其不能正常開花，在生產實踐中需要夜間補光，使火龍果提前開花，提早上市。某團隊研究了同一光照強度下，不同補光光源和補光時間對火龍果成花的影響，結果如圖。
回答下列問題。
（1）光合作用時，火龍果植株能同時吸收紅光和藍光的光合色素是_____；用紙層析法分離葉綠體色素獲得的4條色素帶中，以濾液細線為基準，按照自下而上的次序，該光合色素的色素帶位于第_____條。
（2）本次實驗結果表明，三種補光光源中最佳的是_____，該光源的最佳補光時間是_____小時/天，判斷該光源是最佳補光光源的依據是_____。
（3）現(xiàn)有可促進火龍果增產的三種不同光照強度的白色光源，設計實驗方案探究成花誘導完成后提高火龍果產量的最適光照強度（簡要寫出實驗思路）。_____
16．某湖泊曾處于重度富營養(yǎng)化狀態(tài)，水面漂浮著大量浮游藻類。管理部門通過控源、清淤、換水以及引種沉水植物等手段，成功實現(xiàn)了水體生態(tài)恢復。引種的3種多年生草本沉水植物(①金魚藻、②黑藻、③苦草，答題時植物名稱可用對應序號表示)在不同光照強度下光合速率及水質凈化能力見圖。
回答下列問題：
(1)湖水富營養(yǎng)化時，浮游藻類大量繁殖，水體透明度低，湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有機物少于___________的有機物，最終衰退和消亡。
(2)生態(tài)恢復后，該湖泊形成了以上述3種草本沉水植物為優(yōu)勢的群落垂直結構，從湖底到水面依次是___________，其原因是_________。
(3)為了達到湖水凈化的目的，選擇引種上述3種草本沉水植物的理由是__________，三者配合能實現(xiàn)綜合治理效果。
(4)上述3種草本沉水植物中只有黑藻具（C4光合作用途徑（濃縮CO2形成高濃度(C4后，再分解成（CO2傳遞給C5）使其在CO2受限的水體中仍可有效地進行光合作用，在水生植物群落中競爭力較強。根據圖a設計一個簡單的實驗方案，驗證黑藻的碳濃縮優(yōu)勢，完成下列表格。
(5)目前在湖邊淺水區(qū)種植的沉水植物因強光抑制造成生長不良，此外，大量沉水植物葉片凋落，需及時打撈，增加維護成本。針對這兩個實際問題從生態(tài)學角度提出合理的解決措施：__________
17．下圖是水稻和玉米的光合作用暗反應示意圖?？栁难h(huán)的Rubisc酶對CO2的Km為450μml·L-1（K越小，酶對底物的親和力越大），該酶既可催化RuBP與CO2反應，進行卡爾文循環(huán)，又可催化RuBP與O2反應，進行光呼吸（綠色植物在光照下消耗O2并釋放CO2的反應）。該酶的酶促反應方向受CO2和O2相對濃度的影響。與水稻相比，玉米葉肉細胞緊密圍繞維管束鞘，其中葉肉細胞葉綠體是水光解的主要場所，維管束鞘細胞的葉綠體主要與ATP生成有關。玉米的暗反應先在葉肉細胞中利用PEPC酶（PEPC對CO2的Km為7μml·L-1）催化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）與CO2反應生成C4，固定產物C4轉運到維管束鞘細胞后釋放CO2，再進行卡爾文循環(huán)?；卮鹣铝袉栴}：
（1）玉米的卡爾文循環(huán)中第一個光合還原產物是______（填具體名稱），該產物跨葉綠體膜轉運到細胞質基質合成______（填“葡萄糖”“蔗糖”或“淀粉”）后，再通過_____長距離運輸?shù)狡渌M織器官。
（2）在干旱、高光照強度環(huán)境下，玉米的光合作用強度_____（填“高于”或“低于”）水稻。從光合作用機制及其調控分析，原因是____________（答出三點即可）。
（3）某研究將藍細菌的CO2濃縮機制導入水稻，水稻葉綠體中CO2濃度大幅提升，其他生理代謝不受影響，但在光飽和條件下水稻的光合作用強度無明顯變化。其原因可能是_____________（答出三點即可）。
18．人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽能合成糖類，相關裝置及過程如下圖所示，其中甲、乙表示物質，模塊3中的反應過程與葉綠體基質內糖類的合成過程相同。
（1）該系統(tǒng)中執(zhí)行相當于葉綠體中光反應功能的模塊是__________。
（2）若正常運轉過程中氣泵突然停轉，則短時間內乙的含量將__________（填：“增加”或“減少”）。
(3)若氣泵停轉時間較長，模塊2中的能量轉換效率也會發(fā)生改變，原因是__________。
(4)在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，該系統(tǒng)糖類的積累量__________（填：“高于”“低于”或“等于”）植物，原因是__________。
（5）干旱條件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是__________。人工光合作用系統(tǒng)由于對環(huán)境中水的依賴程度較低，在沙漠等缺水地區(qū)有廣闊的應用前景。
三、實驗探究題
19．原產熱帶的觀賞植物一品紅，花小，頂部有像花瓣一樣的紅色葉片，下部葉片綠色?；卮鹣铝袉栴}：
(1)科學研究一般經歷觀察現(xiàn)象、提出問題、查找信息、作出假設、驗證假設等過程。
①某同學觀察一品紅的葉片顏色，提出了問題：紅葉是否具有光合作用能力。
②該同學檢索文獻獲得相關資料：植物能通過光合作用合成淀粉。檢測葉片中淀粉的方法，先將葉片浸入沸水處理；再轉入熱甲醇處理；然后將葉片置于含有少量水的培養(yǎng)皿內并展開，滴加碘-碘化鉀溶液（或碘液），觀察顏色變化。
③結合上述資料，作出可通過實驗驗證的假設：_________。
④為驗證假設進行實驗。請完善分組處理，并將支持假設的預期結果填入表格。
⑤分析：檢測葉片淀粉的方法中，葉片浸入沸水處理的目的是_________。熱甲醇處理的目的是_________
(2)對一品紅研究發(fā)現(xiàn)，紅葉和綠葉的葉綠素含量分別為0.02g（Chl）·m-2和0.20g（Chl）·m-2，紅葉含有較多的水溶性花青素。在不同光強下測得的qNP值和電子傳遞速率（ETR）值分別如圖甲、乙所示。qNP值反映葉綠體通過熱耗散的方式去除過剩光能的能力；ETR值反映光合膜上電子傳遞的速率，與光反應速率呈正相關。花青素與葉綠素的吸收光譜如圖丙所示。
①分析圖甲可知，在光強500～2000μml·m-2·s-1范圍內，相對于綠葉，紅葉的_________能力較弱。分析圖乙可知，在光強800～200μml·m-2·s-1，范圍內，紅葉并未出現(xiàn)類似綠葉的光合作用被_________現(xiàn)象。結合圖丙可知，強光下，貯藏于紅葉細胞_________內的花青素可通過_________方式達到保護葉綠體的作用。
②現(xiàn)有實驗證實，生長在高光強環(huán)境下的一品紅，紅葉葉面積大，顏色更紅。綜合上述研究結果可知，在強光環(huán)境下，紅葉具有較高花青素含量和較大葉面積，其作用除了能進行光合作用外，還有保護_________的功能。一品紅的花小，不受關注，但能依賴花瓣狀的紅葉吸引_________，完成傳粉。
20．葉片是給植物其他器官提供有機物的“源”，果實是儲存有機物的“庫”?，F(xiàn)以某植物為材料研究不同庫源比（以果實數(shù)量與葉片數(shù)量比值表示）對葉片光合作用和光合產物分配的影響，實驗結果見表1。
表1
注：①甲、乙、丙組均保留枝條頂部1個果實并分別保留大小基本一致的2、4、6片成熟葉，用13CO2供應給各組保留的葉片進行光合作用。②凈光合速率：單位時間單位葉面積從外界環(huán)境吸收的13CO2量。
回答下列問題：
（1）葉片葉綠素含量測定時，可先提取葉綠體色素，再進行測定。提取葉綠體色素時，選擇乙醇作為提取液的依據是_________。
（2）研究光合產物從源分配到庫時，給葉片供應13CO2，13CO2先與葉綠體內的_________結合而被固定，形成的產物還原為糖需接受光反應合成的_________中的化學能。合成的糖分子運輸?shù)焦麑嵉葞熘小Ｔ诒緦嶒炛?，選用13CO2的原因有_________（答出2點即可）。
（3）分析實驗甲、乙、丙組結果可知，隨著該植物庫源比降低，葉凈光合速率_________（填“升高”或“降低”）、果實中含13C光合產物的量_________（填“增加”或“減少”）。庫源比升高導致果實單果重變化的原因是_________。
（4）為進一步研究葉片光合產物的分配原則進行了實驗，庫源處理如圖所示，用13CO2供應給保留的葉片進行光合作用，結果見表2。
表2
根據表2實驗結果，從庫與源的距離分析，葉片光合產物分配給果實的特點是_________。
（5）綜合上述實驗結果，從調整庫源比分析，下列措施中能提高單枝的合格果實產量（單果重10g以上為合格）的是哪一項？_________。
A.除草B.遮光C.疏果D.松土
參考答案
1．答案：D
解析：A、提取光合色素加入碳酸鈣可以防止色素被破壞，A正確；
B、由于不同色素在層析液中溶解度不同，因此在濾紙上的擴散速度不同，從而達到分離的效果，這是紙層析法，B正確；
C、不同光合色素顏色不同，因此光合色素相對含量不同可使葉色出現(xiàn)差異，葉綠素多使葉片呈現(xiàn)綠色，而秋季類胡蘿卜素增多使葉片呈黃色，C正確；
D、葉綠素和類胡蘿卜素都可以吸收藍紫光，所以不能用藍紫光波段測定葉綠素含量，D錯誤。
故選D。
2．答案：A
解析：A、二氧化碳是光合作用的原料，增加葉片周圍環(huán)境CO2濃度可增加單位時間單位葉面積的氧氣釋放量，A符合題意；B、降低溫度會降低光合作用的酶活性，會降低單位時間單位葉面積的氧氣釋放量，B不符合題意；C、給光源加濾光片改變光的顏色可能會使單位時間單位葉面積的氧氣釋放量降低，比如將藍紫光改變?yōu)榫G光會降低光合速率，C不符合題意；D、移動冷光源縮短與葉片的距離會使光照強度增大，但單位時間單位葉面積的最大氧氣釋放量可能不變，因為光飽和點之后，光合作用強度不再隨著光照強度的增強而增強，D不符合題意。故選A。
3．答案：D
解析：呼吸作用的最適溫度高于光合作用，氣溫升高，植物呼吸作用增強，消耗的有機物增多，造成農作物減產，A正確；溫度升高，可能導致光合作用相關酶的活性降低，光合作用強度降低，有機物合成減少，B正確；溫度升高，蒸騰作用增強，植物易失水萎蔫，從而影響正常的生命活動，造成減產，C正確；據題干信息可知，高溫使葉片變黃、變褐，推測高溫導致葉綠素降解，光反應產生的NADPH和ATP減少，NADH在細胞呼吸過程中產生，D錯誤。
4．答案：C
解析：影響光合作用的因素與其他組相比，第①組處理首次開花時間最早，說明第①組處理有利于誘導植物甲提前開花，但其鮮花累計平均產量小于第②③組，故A錯誤；植物甲花的品質與葉黃素含量呈正相關，據表中信息可知，隨著光照處理中的黑暗時長減小，植物甲花的葉黃素含量先升高后降低，故B錯誤；第②組處理植物甲花的葉黃素含量最高，鮮花累計平均產量明顯大于第①組，略小于第③組，綜合考慮花的產量和品質，應該選擇第②組處理，C正確：比較第②組和第③組的結果可知，第②組植物甲花的葉黃素含量較第③組高，但第③組的鮮花累計平均產量高于第②組，說明植物甲花的葉黃素含量與花的產量不呈正相關，D錯誤。
5．答案：C
解析：
在低光強下，在一定溫度范圍內，隨葉溫升高，植物細胞中與呼吸作用相關酶的活性升高，細胞呼吸作用增強，CO2吸收速率下降，A正確。在高光強下，當葉溫低于M點對應的葉溫時，隨葉溫升高，光合酶活性增強，導致光合速率增大，CO2吸收速率升高，B正確。
6．答案：B
解析：題目圍繞水中CO2缺乏這一環(huán)境條件下綠藻的適應機制而展開。綠藻通過光反應一方面影響呼吸作用的ATP供應進而影響的運輸，另一方面影響類囊體中CO2的供給，最終實現(xiàn)的濃縮，促進暗反應，提高光合速率，從而更好地適應環(huán)境。據圖分析，從胞外進入細胞質基質需要ATP，是主動運輸?shù)倪^程，光反應產生的物質X可進入線粒體促進ATP合成，因此物質X可通過提高有氧呼吸水平促進進入細胞質基質，A正確。據圖分析，從細胞質基質進人葉綠體基質需要ATP，是主動運輸?shù)倪^程，主動運輸需要載體蛋白的協(xié)助，而不是通道蛋白，B錯誤。據圖可知，水光解產生的H+能夠促進從葉綠體基質進入類囊體腔，并與在類囊體腔內反應產生，因此能提高類囊體腔水平，增大類囊體腔內外濃度差，促進CO2自由擴散進入葉綠體基質，C正確。綜上所述，光反應產生的物質X促進進入細胞質基質，水光解產生的H+可提高類囊體腔CO2水平，因此光反應通過確保暗反應的CO2供應，幫助該綠藻適應水生環(huán)境，D正確。
7．答案：D
解析：A、兩種突變體應該是同一物種，并沒有增加物種多樣性，A錯誤；B、由表格可知，突變體2的葉綠素含量明顯小于突變體1，因此吸收紅光的能力不如突變體1，B錯誤；C、兩種突變體的光合色素含量差異，是由相同基因發(fā)生不同方向的突變所致，C錯誤；D、葉綠素顯綠色，類胡蘿卜素顯黃色，葉綠素與類胡蘿卜素的比值大幅下降可導致突變體的葉片呈黃色，D正確。
故選：D。
8．答案：B
解析：
本實驗的目的是探究適宜溫度下CO2對光合作用的影響，自變量是NaHCO3濃度，溫度、光照等屬于無關變量，應保持相同且適宜，A錯誤；若將溫度從適宜溫度降低到4℃，則與光合作用相關的酶的活性降低，導致光合速率降低，各組葉圓片上浮所需時長均會延長，D錯誤。
9．答案：C
解析：據圖可知，在強光下，PSⅡ與LHCⅡ分離，減弱PSⅡ光復合體對光能的捕獲；在弱光下，PSⅡ與LHCⅡ結合，增強PSⅡ光復合體對光能的捕獲。LHCⅡ和PSⅡ的分離依賴LHC蛋白激酶的催化，葉肉細胞內LHC蛋白激酶活性下降，會導致類囊體上PSⅡ光復合體與LHCⅡ結合增多，從而使PSⅡ光復合體對光能的捕獲增強，A正確。鎂是合成葉綠素的原料，葉綠素能吸收、傳遞和轉化光能，若Mg2+含量減少，PSⅡ光復合體含有的光合色素含量降低，導致PSⅡ光復合體對光能的捕獲減弱，B正確。弱光下PSⅡ光復合體與LHCⅡ結合，有利于對光能的捕獲，C錯誤。類囊體膜上的PSⅡ光復合體含有光合色素，在光反應中，其能吸收光能并分解水產生H+、電子和O2，D正確。
10．答案：D
解析：A、圖1可知，t1較多的葉綠體分布在光照下，t2較少的葉綠體分布在光照下，由此可推斷，比具有更高的光飽和點（光合速率不再隨光強增加而增加時的光照強度），A正確；B、圖1可知，t1較多的葉綠體分布在光照下，t2較少的葉綠體分布在光照下，由此可推斷，t1比t2具有更低的光補償點（光合吸收CO2與呼吸釋放CO2等量時的光照強度），B正確;C、通過題干信息可知，三者的葉綠素含量及其它性狀基本一致，由此推測，三者光合速率的高低與葉綠素的含量無關，C正確；D、三者光合速率的差異，在一定光照強度下，隨光照強度的增加而變大，但是超過光的飽和點，再增大光照強度三者光合速率的差異不再變化，D錯誤。故選D。
11．答案：A
解析：本題考查光合作用的有關知識。
12．答案：（1）藍；類囊體薄膜；（CH2O）（或糖類）C5；紫外光
（2）無水乙醇；葉綠素和類胡蘿卜素都能吸收藍紫光，選擇紅光可以避免類胡蘿卜素對實驗的于擾
（3）藍膜覆蓋下藍光透過率高于白膜和綠膜，有利于藏川楊幼苗進行光合作用；藍膜覆蓋下葉綠素含量和類胡蘿卜素的含量均高于白膜和綠膜，藏川楊幼苗光合速率較強；藍膜覆蓋下紫外光的透過率低于白膜和綠膜，減弱了對幼苗的傷害光合作用的過程及影響因素
解析：（1）位于葉綠體類囊體薄膜上的光合色素主要吸收紅光和藍紫光。光反應產生的NADPH和ATP參與暗反應的C3還原過程，使C3轉化為（CH2O）和C5。分析圖形，藍膜與綠膜對紫外光的透過率低于白膜，減弱了紫外光對幼苗的輻射。
（2）無水乙醇可作為提取光合色素的試劑。類胡蘿卜素和葉綠素都能吸收藍紫光，而葉綠素還能吸收紅光，因此測定葉綠素含量時應選擇紅光，以避免類胡蘿卜素對實驗的干擾。
（3）分析表格，藍膜覆蓋下藏川楊幼苗的葉綠素含量和類胡蘿卜素含量均高于白膜和綠膜，光合色素含量高，吸收的光能較多，藏川楊幼苗的光合速率較強。分析柱形圖，藍膜覆蓋下藍光透過率高于白膜和綠膜，有利于植物進行光合作用；藍膜覆蓋下紫外光的透過率低于白膜和綠膜，減弱了對幼苗的傷害，有利于幼苗生長。故覆蓋藍膜更有利于藏川楊幼苗在高原環(huán)境的生長。
13．答案：（1）ATP和NADPH；核酮糖-1,5－二磷酸和淀粉等
（2）減法原理②.加法原理
（3）增大；與WT組相比，OE組葉綠素含量較高，增加了對光能的吸收、傳遞和轉換，光反應增強，促進旗葉光合作用③.與WT組相比OE組旗葉中編碼蔗糖轉運蛋白基因的表達量較高,可以及時將更多的光合產物(蔗糖)向外運出,從而促進旗葉的光合作用速率
解析：（1）在光合作用的暗反應階段，CO2被固定后形成的兩個3-磷酸甘油酸（C3）分子，在有關酶的催化作用下，接受ATP和NADPH釋放的能量，并且被NADPH還原。隨后在葉綠體基質中轉化為核酮糖-1,5－二磷酸（C5）和淀粉等。
（2）與某品種水稻的野生型（WT）相比，實驗組KO為OsNAC 敲除突變體，其設置采用了自變量控制中的減法原理；實驗組OE 為 OsNAC 過量表達株，其設置采用了自變量控制中的加法原理。
（3）題圖和表中信息顯示：OE組的凈光合速率、葉綠素含量、旗葉中編碼蔗糖轉運蛋白基因的相對表達量、單株產量都明顯高于WT 組和KO組，OE組蔗糖含量卻低于WT 組和KO組，說明OsNAC過量表達會使旗葉凈光合速率增大，究其原因有：①與 WT 組相比，OE組葉綠素含量較高，增加了對光能的吸收、傳遞和轉換，光反應增強，促進旗葉光合作用；②與 WT 組相比OE組旗葉中編碼蔗糖轉運蛋白基因的表達量較高，可以及時將更多的光合產物（蔗糖）向外運出，從而促進旗葉的光合作用速率。
14．答案：（1）ATP、NADPH;與野生型相比，突變體葉片合成的細胞分裂素較多，類囊體膜蛋白穩(wěn)定性較高，可促進葉綠素的合成（合理即可）
（2）高;與野生型相比，開花14天后突變體的胞間CO2濃度較低、氣孔導度較大（進入葉肉細胞的CO2較多），CO2利用率較大
（3）突變體蔗糖轉化酶活性較高，能夠催化更多的蔗糖分解為單糖，導致運輸?shù)阶蚜５恼崽菧p少，籽粒合成的淀粉減少（合理即可）
解析：（1）光反應階段生成的NADPH和ATP可供暗反應利用，其中NADPH作為活潑的還原劑，參與暗反應階段的化學反應，同時也儲存部分能量供暗反應階段利用；ATP將參與暗反應階段合成有機物的化學反應。分析野生型和突變體的①組數(shù)據可知，與野生型相比，突變體類囊體膜蛋白穩(wěn)定性和蔗糖轉化酶活性均較高；分別對比野生型和突變體的②③組數(shù)據可知，細胞分裂素可以提高類囊體膜蛋白穩(wěn)定性和蔗糖轉化酶活性。結合題干信息“該突變體內細胞分裂素合成異常，進而影響了類囊體膜蛋白穩(wěn)定性和蔗糖轉化酶活性”推測，與野生型相比，突變體葉片合成的細胞分裂素較多，類囊體膜蛋白穩(wěn)定性較高，促進了葉綠素合成，從而導致開花后突變體葉片變黃的速度較慢。
（2）分析題表可知，與野生型相比，開花14天后突變體的胞間CO2濃度較低、氣孔導度較大（進入葉肉細胞的CO2較多），說明其CO2利用率較大，光飽和點較高。
（3）已知蔗糖轉化酶催化蔗糖分解為單糖，葉片的光合產物主要以蔗糖的形式運輸?shù)街仓旮魈?，而突變體蔗糖轉化酶活性較高，能夠催化更多的蔗糖分解為單糖，導致運輸?shù)阶蚜５恼崽菧p少，進而導致籽粒合成的淀粉減少。
15．答案：（1）葉綠素；1、2
（2）紅光+藍光；6；在不同的補光時間內，紅光+藍光的補光光源獲得的平均花朵數(shù)均最多，有利于促進火龍果的成花
（3）將成花誘導完成后的火龍果植株（成花數(shù)目相同）隨機均分成A、B、C三組，分別置于三種不同光照強度的白色光源中照射相同且適宜的時間，一段時間后觀察并記錄各組植株所結火龍果的產量，產量最高的則為最適光照強度。
解析：（1）光合色素中的葉綠素（包括葉綠素a、葉綠素b）主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。用紙層析法分離得到的四條色素帶（以濾液細線為基準）自下而上分別是葉綠素b（第1條）、葉綠素a（第2條）、葉黃素（第3條）、胡蘿卜素（第4條）。
（2）
（3）該實驗的目的是探究成花誘導完成后提高火龍果產量的最適光照強度，該實驗的自變量是光照強度，觀測指標為火龍果產量，由題中信息知，有三種可促進火龍果增產的光照強度，故可將實驗分為3組；在設計實驗時應遵循對照原則和單一變量原則等，無關變量應保持相同且適宜。實驗思路見答案。
16．答案： (1)呼吸作用消耗
(2)③②①最大光合速率對應光強度依次升高
(3)①(金魚藻)除藻率高，②(黑藻)除氮率高，③(苦草)除磷高
(4)金魚藻500二氧化碳濃度較低且相同氧氣釋放量
(5)合理引入浮水植物，減弱沉水植物的光照強度；合理引入以沉水植物凋落葉片為食物的生物
解析：（1）由于湖底光照不足，導致原有沉水植物因光合作用合成的有機物少于細胞呼吸消耗的有機物，生物量在減少，不足以維持生長，最終衰退和消亡。
（2）據圖分析，最大光合速率對應光強度依次升高，因此生態(tài)恢復后，該湖泊形成了以上述3種草本沉水植物為優(yōu)勢的群落垂直結構，從湖底到水面依次是③②①。
（3）據圖b分析，金魚藻除藻率高，黑藻除氮率高，苦草除磷率高，三者配合能高效的去除氮、磷和藻，能實現(xiàn)綜合治理效果。
（4）本實驗的實驗目的是驗證黑藻的碳濃縮優(yōu)勢，自變量是植物種類，即黑藻、金魚藻，因此對照組是金魚藻。無關變量應該保持相同且適宜，黑藻在光照強度為500μml·m-2·s-1時光合速率最強，因此控制光照強度為500μml·m-2·s-1。為的是驗證碳濃縮優(yōu)勢，因此控制條件為低二氧化碳濃度。因變量是光合速率的快慢，因此檢測指標是單位時間釋放氧氣的量。
（5）目前的兩個實際問題是湖邊淺水區(qū)種植的沉水植物因強光抑制造成生長不良，大量沉水植物葉片凋落，需及時打撈，增加維護成本，因此可以合理引入浮水植物，減弱沉水植物的光照強度；合理引入以沉水植物凋落葉片為食物的生物。
17．答案：（1）3-磷酸甘油醛；蔗糖；維管組織
（2）高于；高光照條件下玉米可以將光合產物及時轉移；玉米的PEPC酶對CO2的親和力比水稻的Rubisc酶更高；玉米能通過PEPC酶生成C4，使維管束稍內的CO2濃度高于外界環(huán)境，抑制玉米的光呼吸
（3）酶的活性達到最大，對CO2的利用率不再提高；受到ATP以及NADPH等物質含量的限制；原核生物和真核生物光合作用機制有所不同
解析：（1）玉米與水稻的卡爾文循環(huán)過程是相同的，結合水稻的卡爾文循環(huán)圖解，可以看出CO2固定的直接產物是3-磷酸甘油酸，3-磷酸甘油酸直接被還原成3-磷酸甘油醛；3-磷酸甘油醛在葉綠體中被轉化成淀粉，在細胞質基質中被轉化成蔗糖；蔗糖是植物長距離運輸?shù)闹饕穷?，通過輸導組織運輸。
（2）干旱、高光強環(huán)境會導致植物氣孔關閉，吸收的CO2減少，而玉米的PEPC酶與CO2的親和力高，可以利用低濃度的CO2進行光合作用，同時玉米能通過PEPC酶生成C4，使維管束鞘內的CO2濃度較高，抑制玉米的光呼吸，且玉米能將葉綠體內的光合產物通過輸導組織及時轉移出細胞，從而防止光合產物積累對光合作用的抑制。
（3）將藍細菌的CO2濃縮機制導人水稻葉肉細胞，只提高了葉肉細胞內的CO2濃度，植物的光合作用強度受到很多因素的影響。在光飽和條件下水稻光合作用強度沒有明顯提高，可能的原因是水稻的酶活性達到最大，對CO2的利用率不再提高，也可能是受到ATP和NADPH等物質含量的限制，還可能是原核生物和真核生物的光合作用機制有所不同。
18．答案：（1）模塊1和模塊2；五碳化合物（或：C5）
（2）減少；
（3）模塊3為模塊2提供的ADP、Pi和NADP+不足
（4）高于；人工光合作用系統(tǒng)沒有呼吸作用消耗糖類（或：植物呼吸作用消耗糖類）
（5）葉片氣孔開放程度降低，CO2的吸收量減少
解析：（1）根據題圖可知，模塊1利用太陽能發(fā)電裝置將吸收的光能轉換為電能，模塊2利用電能電解水生成H+和O2，并發(fā)生能量轉換的過程。該系統(tǒng)中的模塊1和模塊2相當于葉綠體中光反應功能。模塊3將大氣中的CO2轉換為糖類，相當于光合作用的暗反應。暗反應中的CO2的固定為CO2和C5結合生成C3，C3在光反應提供的NADPH和ATP的作用下被還原，隨后經過一系列反應形成糖類和C5，故該系統(tǒng)中模塊3中的甲為五碳化合物（C5），乙為三碳化合物（C3）。
（2）若正常運轉過程中氣泵突然停轉，則CO2濃度突然降低，CO2的固定受阻，而三碳化合物（C3）的還原短時間內仍正常進行，因此短時間內會導致三碳化合物（C3）含量減少。
（3）暗反應為光反應提供ADP、Pi和NADP+，若該系統(tǒng)氣泵停轉時間較長，則模塊3為模塊2提供的ADP、Pi和NADP+不足，從而導致模塊2中的能量轉換效率也會發(fā)生改變。
（4）由于植物中糖類的積累量=光合作用合成糖類的量-細胞呼吸消耗糖類的量。與植物相比，該系統(tǒng)沒有呼吸作用消耗糖類，所以在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，該系統(tǒng)糖類的積累量高于植物。
（5）干旱條件下，土壤含水量低，導致植物葉片氣孔開放程度降低，CO2的吸收量減少。因此，干旱條件下，很多植物光合作用速率降低。
19．答案：（1）紅葉具有光合作用能力；紅葉+光照；變藍；紅葉+黑暗；不變藍；殺死紅葉細胞，溶解花青素，以免影響實驗結果的觀察；溶解葉綠素，以免影響實驗結果的觀察
（2）葉綠體通過熱耗散的方式去除過剩光能；抑制；液泡；吸收過剩光能的；葉綠體；昆蟲（蜜蜂、蝴蝶等）
解析：（1）根據實驗的問題，提出假設：紅葉具有光合作用能力。為探究紅葉是否像綠葉一樣具有光合作用的能力，需分別設置綠葉+光照、綠葉+黑暗、紅葉+光照，紅葉+黑暗四個小組。若假設紅葉具有光合作用能力成立，則紅葉+光照組中，溶液變藍；紅葉+黑暗組中，溶液不變藍。整個實驗步驟中，先用沸水處理葉片，將細胞殺死，溶解細胞中的花青素；再將葉片轉移到甲醇溶液中，溶解細胞中的葉綠素，以免影響后續(xù)實驗結果的觀察。
（2）分析圖甲可知，自變量為光照強度和葉片顏色，因變量為qNP值，當光照強度為500~2000μml·m-2·s-1范圍內時，紅葉的qNp值較小，即紅葉中葉綠體通過熱耗散的方式去除過剩光能的能力較弱。分析圖乙可知，隨著光照強度的增加，綠葉的ETR值顯增大，當光照強度超過800μml·m-2·s-1時，ETR值減小，即隨著光照強度增加，綠葉光合速率先增大后減小，推出光照強度超過一定范圍時，綠葉的光合作用反而被抑制。而根據圖示可知，在光照強度為500~2000ml·m-2·s-1范圍內時，紅葉并未出現(xiàn)光合作用被抑制的情況。紅葉中葉綠體通過熱耗散的方式去除過剩光能的能力較低，結合圖丙可知，儲藏在細胞的液泡中花青素，可通過吸收多余光能（藍光、綠光）的方式，從而保護葉綠體不受強光損傷。大量研究表明，花青素具有緩解葉片中光氧化損傷的潛力，主要通過屏蔽葉綠體過多的高能量量子和清除活性氧物質。綜合上述研究結果可知，在強光環(huán)境下，大面積的紅葉細胞中富含花青素，能有效保護葉綠體不受強光損傷。一品紅的花小，不受關注，但能依賴花瓣狀的紅葉吸引昆蟲（蜜蜂、蝴蝶等），為其完成傳粉工作。
20．答案：（1）葉綠體色素為脂溶性物質，易溶于乙醇
（2）五碳糖（C5）；ATP和NADPH；CO2是光合作用的原料、13C可被儀器檢測
（3）降低；增加；庫源比降低，植株總的葉片光合作用制造的有機物增多，運輸?shù)絾蝹€果實的有機物量增多，因此單果重量增加。
（4）離葉片越近的果實分配到的有機物越多，即庫與源距離越近，庫得到的有機物越多
解析：（1）由于葉綠體色素是脂溶性物質，易溶于乙醇，故提取葉綠體色素時可選擇乙醇作為提取液。
（2）給葉片供應13CO2，13CO2先與五碳糖結合形成C3，C3被還原為糖的反應是吸能反應，需要光反應的產物ATP和NADPH提供能量。由于CO2是光合作用的基本原料，且13C具有放射性，可被儀器檢測到，故研究光合產物從源分配到庫時，給葉片供應CO2。
（3）分析實驗甲、乙、丙組結果可知，隨著該植物庫源比降低，葉凈光合速率降低；果實中含13C光合產物的量增多；庫源比降低導致果實單果重變化的原因是植株總的葉片光合作用制造的有機物增多，運輸?shù)絾蝹€果實的有機物量增多，因此單果重量增加。
（4）根據表2實驗結果，從庫與源的距離分析，葉片光合產物分配給果實的特點是離葉片越近的果實分配到的有機物越多，即庫與源距離越近，庫得到的有機物越多。
（5）綜合上述實驗結果，從調整庫源比分析，能提高單枝的合格果實產量的是疏果，減小庫和源的比值，能提高果實產量，故選C。
組別
光照處理
首次開花時間
莖粗（mm）
花的葉黃素含量（g/kg）
鮮花累計平均產量（kg/hm2）
①
光照8h/黑暗16h
7月4日
9.5
2.3
13000
②
光照12h/黑暗12h
7月18日
10.6
4.4
21800
③
光照16h/黑暗8h
7月26日
11.5
2.4
22500
植株類型
葉綠素a
葉綠素b
類胡蘿卜素
葉綠素/類胡蘿卜素
野生型
1235
519
419
4.19
突變體1
512
75
370
1.59
突變體2
115
20
379
0.36
覆膜處理
葉綠素含量（mg/g）
類胡蘿卜素含量（mg/g）
白膜
1.67
0.71
藍膜
2.20
0.90
綠膜
1.74
0.65
凈光合速率（uml.m-2.s-1）
葉綠素含量（mg·g-1）
WT
24.0
4.0
KO
20.3
3.2
OE
27.7
4.6
檢測指標
植株
14天
21天
28天
胞間CO2濃度（μmlCO2ml-1）
野生型
140
151
270
突變體
110
140
205
氣孔導度（mlH2Om-2s-1）
野生型
125
95
41
突變體
140
112
78
實驗設計方案
實驗材料
對照組：_______實驗組：黑藻
實驗條件
控制光照強度為_______μml·m-2·s-1
營養(yǎng)及環(huán)境條件相同且適宜，培養(yǎng)時間相同
控制條件
_________
測量指標
______________
分組處理
預期結果
綠葉+光照
變藍
綠葉+黑暗
不變藍
ⅰ_________
ⅱ_________
ⅲ_________
ⅳ_________
項目
甲組
乙組
丙組
處理
庫源比
1/2
1/4
1/6
單位葉面積葉綠素相對含量
78.7
75.5
75.0
凈光合速率/（μml·m-2·s-1）
9.31
8.99
8.75
果實中含13C光合產物（mg）
21.96
37.38
66.06
單果重（g）
11.81
12.21
19.59
果實位置
果實中含13C光合產物（mg）
單果重（g）
第1果
26.91
12.31
第2果
18.00
10.43
第3果
2.14
8.19
選項
正誤
原因
A
×
弱光條件下植物沒有O2的釋放，有可能是光合作用產生的O2量小于或等于呼吸作用消耗的O2量
B
√
光合作用暗反應過程中，CO2先被固定成C3，再被［H］還原成有機物
C
√
在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，光合作用產物輸出受阻，葉片的光合速率會暫時下降
D
√
合理密植可以充分利用光照，增施有機肥可以為植物提供礦質元素和二氧化碳，這些措施均能提高農作物的光合作用強度

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